الرئيسيةعريقبحث

انبعاثات الميثان من القطب الشمالي

انبعاثات الميثان من القطب الشمالي هي انطلاق غاز الميثان من البحار والأتربة في المناطق الصقيعية للقطب الشمالي. بينما تعتبرُ تلكَ عمليّةً طبيعية طويلة المدى، فهي تتفاقم نتيجة الاحتباس الحراري، ما يؤدي بدوره إلى تأثيراتٍ سلبية، إذ يُعتبر الميثان بذاته غازًا دفيئًا قويًا.

تعتبر منطقة القطب الشمالي واحدة من العديد من المصادر الطبيعية لغاز الميثان الدفيء.[1] يزيد الاحتباس الحراري من سرعة إطلاقه بسبب تحرير مخزونه الموجود مسبقًا، وأيضًا بسبب عملية تخليق الميثان في الكُتل الحيوية المتعفّنة.[2] توجد كميات هائلة من غاز الميثان في القطب الشمالي ضمن مجمّعات غازية طبيعية، وتحت الجليد، إضافة إلى وجود هيدرات (كلاثرات) الميثان تحت البحر. يتحرر الغاز تحت الجليد وكلاثرات الميثان مع زيادة درجات الحرارة، وبالتالي يمكن للاحتباس الحراري أن يلعب دورًا في تحرير كميات كبيرة من الميثان من هذه المصادر.[3][4] تتضمن مصادر الميثان الأخرى طبقة التاليك غير المتجمدة الواقعة بين الأرض المتجمدة فصليًا ومستوى الصقيع الدائم، والنّقل النهري، وتراجع المجمّعات الجليدية، والطبقة المتجمدة تحت جليد القطب وتحلّل رواسب هيدرات الغاز.[5]

التراكيز في الغلاف الجوي فوق القطب الشمالي أعلى بنسبة 8 إلى 10% مما هي عليه فوق القطب الجنوبي. خلال العصور الجليدية الباردة، تنخفض تلك النسبة إلى مستويات لا تُذكر.[6] تعتبر الأنظمة البيئية على اليابسة المصدر الرئيسي لعدم التناظر ذاك، ولكن اقتُرح بأن «الدور الذي يلعبه المحيط المتجمد الشمالي كثيرًا ما يُستهان به».[7] تبيّن بأن درجة حرارة التربة ومستويات الرطوبة هي عوامل مهمّة في تدفّقات غاز الميثان في بيئات التندرا.[8][9]

تحرّر الكلاثرات (الهيدرات)

يساهم الجليد البحري بما يحمله من ظروفٍ باردة في استقرار مجمّعات الميثان على الشاطئ وقربه، ما يمنع تحلّل الكلاثرات وإطلاق غاز الميثان في الغلاف الجوي، مسببًا مزيدًا من الاحترار. قد يُطلق ذوبان هذا الجليد كميات كبيرة من الميثان في الغلاف الجوي، وهو غازٌ دفيءٌ قوي، مسببًا دورة ارتجاع إيجابية قوية.[10]

حتى مع المستويات الحالية من الاحترار وذوبان منطقة القطب الشمالي، اكتُشف إطلاق الميثان المرتبط بتحلل الكلاثرات تحت سطح المحيط، ما يُظهر تسرّبه إلى الغلاف الجوي. وجد مسح روسيٌّ قبالة ساحل سيبيريا الشرقي أعمدةً من الميثان باتساع أكبر من كيلومتر تنطلق مباشرةً في الغلاف الجوي.[11][12][13]

تبعًا لمراقبة أُجريت في 2003/2004 من قبل شاخوفا وآخرين، كانت المياه السطحية للمنحرف المائي في بحر سيبيريا الشرقي وبحر لابتيف مشبعةً بشكل مفرط بنسبة تصل إلى 2500% مقارنة بالميثان الموجود في الغلاف الجوي بمحتوى 1.85 جزء في المليون. تشير التركيزات المرتفعة بشكل مفاجئ للميثان المُذاب في قاع المنحرف المائي (تصل حتى 154 نانو مولارية أو 4400%) إلى تأثّر الطبقة السّفلى بمصادر قريبة من القاع. بالنظر إلى الآليات الممكنة لتشكل هذه الأعمدة، أشارت دراستهم إلى وجود تآكل حراري وآثار ضئيلة لإطلاق الغاز أو هيدرات الغاز.

أظهر بحثٌ في القطب الشمالي السيبيري عام 2008 تحرّر مركبات قفصية (كلاثرات) مستمدة من الميثان عبر ثقوب موجودة في الطبقة التي تغطي قاع المحيط.[14]

قد تكون تأثيرات التّحرّر المُحتمل للميثان من المركبات القفصية في المحيطات كبيرًا على مدىً زمنيٍ من 1 إلى 100 ألف سنة، تبعًا لدرجة حرارة المياه.[15]

المراجع

  1. Bloom, A. A.; Palmer, P. I.; Fraser, A.; Reay, D. S.; Frankenberg, C. (2010). "Large-Scale Controls of Methanogenesis Inferred from Methane and Gravity Spaceborne Data" ( كتاب إلكتروني PDF ). Science. 327 (5963): 322–325. Bibcode:2010Sci...327..322B. doi:10.1126/science.1175176. PMID 20075250. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 22 يوليو 2018.
  2. Walter, K. M.; Chanton, J. P.; Chapin, F. S.; Schuur, E. A. G.; Zimov, S. A. (2008). "Methane production and bubble emissions from arctic lakes: Isotopic implications for source pathways and ages". Journal of Geophysical Research. 113: G00A08. Bibcode:2008JGRG..11300A08W. doi:10.1029/2007JG000569.
  3. Zimov, Sa; Schuur, Ea; Chapin, Fs 3Rd (Jun 2006). "Climate change. Permafrost and the global carbon budget". Science. 312 (5780): 1612–3. doi:10.1126/science.1128908. ISSN 0036-8075. PMID 16778046.
  4. Shakhova, Natalia (2005). "The distribution of methane on the Siberian Arctic shelves: Implications for the marine methane cycle". Geophysical Research Letters. 32 (9): L09601. Bibcode:2005GeoRL..32.9601S. doi:10.1029/2005GL022751.
  5. Shakhova, Natalia; Semiletov, Igor (2007). "Methane release and coastal environment in the East Siberian Arctic shelf". Journal of Marine Systems. 66 (1–4): 227–243. Bibcode:2007JMS....66..227S. CiteSeerX . doi:10.1016/j.jmarsys.2006.06.006.
  6. Climate Change 2001: The Scientific Basis (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2001)
  7. N. E. Shakhova; I. P. Semiletov; A. N. Salyuk; N. N. Bel’cheva; D. A. Kosmach (2007). "Methane Anomalies in the Near-Water Atmospheric Layer above the Shelf of East Siberian Arctic Shelf". Doklady Earth Sciences. 415 (5): 764–768. Bibcode:2007DokES.415..764S. doi:10.1134/S1028334X07050236.
  8. Torn, M.; Chapiniii, F. (1993). "Environmental and biotic controls over methane flux from Arctic tundra". Chemosphere. 26 (1–4): 357–368. Bibcode:1993Chmsp..26..357T. doi:10.1016/0045-6535(93)90431-4.
  9. Whalen, S. C.; Reeburgh, W. S. (1990). "Consumption of atmospheric methane by tundra soils". Nature. 346 (6280): 160–162. Bibcode:1990Natur.346..160W. doi:10.1038/346160a0. مؤرشف من الأصل في 24 يوليو 2019.
  10. Volker Mrasek (17 April 2008). "A Storehouse of Greenhouse Gases Is Opening in Siberia". Spiegel Online. مؤرشف من الأصل في 01 مايو 200914 مايو 2009.
  11. Marshall, Michael. "As Arctic Ocean warms, megatonnes of methane bubble up". مؤرشف من الأصل في 3 أبريل 2015.
  12. Carey, John (2012). "Global Warming: Faster Than Expected?". Scientific American. 307 (5): 50–55. doi:10.1038/scientificamerican1112-50.
  13. Fischetti, Mark. "Earth May Be Warming Even Faster Than Expected [Slide Show]". مؤرشف من الأصل في 2 نوفمبر 2013.
  14. Paull, Charles K.; Ussler, William; Dallimore, Scott R.; Blasco, Steve M.; Lorenson, Thomas D.; Melling, Humfrey; Medioli, Barbara E.; Nixon, F. Mark; McLaughlin, Fiona A. (2007). "Origin of pingo-like features on the Beaufort Sea shelf and their possible relationship to decomposing methane gas hydrates". Geophysical Research Letters. 34 (1): L01603. Bibcode:2007GeoRL..3401603P. doi:10.1029/2006GL027977.
  15. Archer, David; Buffett, Bruce (2005). "Time-dependent response of the global ocean clathrate reservoir to climatic and anthropogenic forcing" ( كتاب إلكتروني PDF ). Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 6 (3): 1–13. Bibcode:2005GGG.....603002A. doi:10.1029/2004GC000854. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 10 ديسمبر 201815 مايو 2009.

موسوعات ذات صلة :